【摘要】：隨著汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)展和人們消費水平的提升,汽車乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、可靠性及安全性越來越被人們所重視,同時引發(fā)了汽車懸架系統(tǒng)向可控領(lǐng)域的發(fā)展。汽車半主動懸架系統(tǒng)除了懸架部件外,增加了傳感器和控制器,而懸架部件中執(zhí)行控制作用的部分通常又被稱為作動器。當作為半主動懸架信號測量通道主要元件的傳感器和作為控制輸入通道主要元件的作動器出現(xiàn)故障時,之前完好無故障下設(shè)計的控制器會出現(xiàn)錯誤的控制,無法達到控制效果,甚至控制效果會完全喪失。論文依托國家自然科學基金青年基金項目(51605213)“道路智能感知下汽車主動懸架阻尼控制自適應(yīng)切換研究”和遼寧省科技廳聯(lián)合基金項目(201602367)“道路智能感知下汽車主動懸架自適應(yīng)控制研究”。以汽車阻尼可調(diào)半主動懸架為研究對象,針對基于元部件完好無故障情況下研究汽車懸架控制而存在的不足或缺陷,以汽車懸架控制可靠性和使用品質(zhì)提高、懸架設(shè)計方法優(yōu)化為目標,對半主動懸架作動器故障診斷展開研究,并對帶有故障的懸架系統(tǒng)進行容錯控制,具體研究包括以下幾個方面:(1)建立汽車懸架的動力學模型,包括1/4車輛兩自由度和整車七自由度懸架振動模型并根據(jù)路面不平度系數(shù),建立單輪隨機路面和四輪相關(guān)隨機路面輸入模型。同時,在不考慮傳感器故障的情況下,建立作動器增益、恒偏差和卡死的故障模型。(2)根據(jù)經(jīng)典卡爾曼濾波算法,設(shè)計基于卡爾曼的車輛懸架故障診斷器,對懸架非簧載質(zhì)量垂直位移、非簧載質(zhì)量垂直速度、簧載質(zhì)量垂直位移和簧載質(zhì)量垂直速度狀態(tài)進行估計,并通過Matlab/Simulink對設(shè)計的估計器效果進行仿真驗證,以便實現(xiàn)懸架作動器的故障診斷。(3)構(gòu)建汽車懸架LQG控制器,利用設(shè)計的卡爾曼濾波器對懸架狀態(tài)進行估計,在懸架作動器出現(xiàn)故障時,結(jié)合殘差理論,對控制力進行補償,實現(xiàn)懸架作動器的容錯控制,控制效果用Matlab/Simulink進行仿真驗證。(4)搭建整車懸架硬件在環(huán)試驗仿真平臺,對所設(shè)計的主動懸架容錯控制算法進行硬件在環(huán)實驗驗證。論文仿真和實驗結(jié)果表明,設(shè)計的狀態(tài)估計器能夠準確的估計出車輛懸架系統(tǒng)的狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)故障并結(jié)合控制力補償措施使故障懸架快速恢復(fù)原有性能,消除了故障對懸架性能的影響,提高了主動懸架控制的可靠性。因此,本文所設(shè)計的控制算法能夠?qū)收蠎壹苓M行故障診斷與容錯控制。
【圖文】：

我們可根據(jù)有無源來區(qū)分主動懸架和半主動懸架。汽車主動懸架類型和結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1 所示[4]。smuscfkumtksmvcfkumtksmuumtk圖 1.1 汽車主動懸架分類Fig. 1.1 Automotive active suspension classification

圖 1.2 容錯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖g. 1.2 Fault-tolerant control system structur漸發(fā)展，故障檢測與診斷（Fault De計者需要建立一個檢測系統(tǒng)來實時監(jiān)可以提高系統(tǒng)的可靠性，滿足了規(guī)統(tǒng)癱瘓的成本要求，檢測系統(tǒng)可根統(tǒng)壞死事故的發(fā)生。這就要求設(shè)計5]。障診斷技術(shù)已逐漸形成，但形成綜“故障診斷學”，根據(jù)系統(tǒng)的需要類。故障類型判斷、故障檢測。定是否出現(xiàn)問題是通過檢測系統(tǒng)有規(guī)來實現(xiàn)；故障類型判斷依據(jù)檢測到是定位故障源；最后，，也是系統(tǒng)設(shè)
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.33

【參考文獻】

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本文編號：2666298